復合rhBMP-2可注射磷酸鈣骨水泥在椎體成形術中的實驗研究.pdf

1、研究目的:在對自主研發(fā)的一種新型納米級磷酸鈣骨水泥材料的研究基礎之上，以這種可注射材料作為載體，將rhBMP-2復合其中，制成復合rhBMP-2的可注射磷酸鈣骨水泥。通過對復合材料的注射性能以及獼猴椎體成形術植入的一系列研究，探討這種材料的可注射性和替代注射型聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作為椎體填充材料的可行性。 方法1材料的注射性能研究比較復合rhBMP-2的可注射磷酸鈣骨水泥、單純可注射磷酸鈣骨水泥和注射型PMMA三種材料。

2、 1.材料固液相混合攪拌，浸泡于37C的生理鹽水，測定材料的黏結時間。 2.采用Gilmore雙針法測定材料的初凝和終凝時間。 3.通過改良的Ginebra注射能力系數(shù)法，在快慢兩種速度下測定材料的注射能力系數(shù)。 4.待最大黏結時間后將材料浸泡于37℃恒溫水箱的生理鹽水中1小時，通過稱重的方法測定材料的稀散率。 5.將材料做成標準大小的固化樣本，在垂直壓縮載荷下測量材料的抗壓強度和剛度。

3、6.統(tǒng)計學分析，比較兩種磷酸鈣骨水泥和PMMA之間可注射性能的異同，了解復合rhBMP-2后對材料的可注射性能有無影響。 二、材料應用于椎體成形術的生物力學和組織學研究復合rhBMP-2的可注射磷酸鈣骨水泥與注射型PMMA比較。1.2只成年獼猴尸體T10～L7共20個椎體為Ⅰ組，分為三亞組。A組：8個椎體，灌注復合rhBMP-2的可注射磷酸鈣骨水泥；B組：6個椎體，灌注注射型PMMA；C組：6個椎體，手術空白對照組，穿刺后灌注生

4、理鹽水。 2.6只成年獼猴分為Ⅱ、Ⅲ兩組。Ⅱ組：3只，術后2個月處死后觀測；Ⅲ組：3只，術后6個月處死后觀測。每組3只獼猴的T10～L7共30個椎體，經(jīng)皮穿刺分別注入復合rhBMP-2的可注射磷酸鈣骨水泥(A組，12椎)和注射型PMMA(B組，9椎)，與手術空白對照組(C組，9椎)對照。 3.測定材料的椎體最大填充量、最大推注壓力和X線片觀察。 4.于術后0、1、2、4、6個月定期攝CT片觀察材料降解和周圍骨質情

5、況。 5.按Ⅱ、Ⅲ組順序于術后2、6個月分別處死3只獼猴，隨即抽取A組8個椎體、B組5個椎體和C組5個椎體，在軸向壓縮載荷下測定各組椎體的抗壓強度和剛度。 6.每組剩余4個椎體，縱行剖開椎體，大體觀察骨與材料結合情況。取含材料或穿刺隧道骨標本各2份。 7.標本脫鈣和HE染色，作光鏡下病理觀察骨與材料界面變化。 8.標本固定、脫水和噴金，作掃描電鏡觀察骨與材料界面變化。 9.統(tǒng)計學分析，比較兩種材料

6、強化椎體的近期和中期效果和變化。 結果一、材料的注射性能1.兩種CPC材料各段固化時間均比注射型PMMA明顯延長。 2.材料的緩慢注射能力系數(shù)明顯優(yōu)于PMMA。 3.材料抗稀散性稍差，壓縮強度達25Mpa，明顯低于可注射型PMMA(96.3Mpa)。 4.復合rhBMP-2對材料的可注射性能無影響。 二、材料應用于椎體成形術的生物力學和組織學研究1.復合材料的椎體最大填充量為1.0～1.1ml，與

7、PMMA無明顯差異。 2.復合材料植入椎體后X線顯影亮度不如PMMA，但仍能顯影。 3.手術空白對照組椎體抗壓強度和剛度于術后、術后2月和6月前后比較差異不顯著。 4.復合材料強化猴椎體后的抗壓強度比空白對照組椎體增加了29.1％，術后2個月變?yōu)?5.5％，術后6個月與對照組無明顯差異?？箟簭姸入S時間逐漸下降，恢復到正常椎體。剛度始終無明顯增高。 5.PMMA強化猴椎體后的抗壓強度和剛度分別增加了55.2

8、％和22.8％，2個月后變?yōu)?2.7％和25.9％，6個月后仍增強48.6％和28.7％?？箟簭姸群蛣偠入S時間均無明顯變化。 6.手術空白對照組2個月后，椎體骨隧道被新生骨質填充，骨小梁排列紊亂，邊界硬化骨痂形成；6個月后，骨小梁排列整齊，邊界骨痂消失，不能辨認，骨重建完成。 7.復合材料組2個月時，材料部分降解，未見界面縫隙、纖維增生、炎性浸潤或硬化骨痂現(xiàn)象，大量類骨質形成并長入材料，可見新生血管。6個月后大部分材料吸

9、收完全，大部分軟骨鈣化形成成熟骨組織，有完整的骨小梁及哈佛系統(tǒng)。 8.PMMA組2個月時，材料未見降解，中度炎性浸潤，纖維組織膜包裹，界面縫隙明顯，未見新骨生長。6個月時，炎性浸潤消失，纖維界膜變薄，界面縫隙變窄，仍無材料降解和新骨生長。 結論新型納米級磷酸鈣骨水泥和rhBMP-2復合后，可注射性能未受影響，并且比注射型PMMA具有更好的可操作性；復合材料強化椎體的效果良好并能始終維持適中的力學強度；復合材料植入椎體后能